論文の概要: Achieving Reliable Causal Inference with Data-Mined Variables: A Random Forest Approach to the Measurement Error Problem

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.10790v1
• Date: Sat, 19 Dec 2020 21:48:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2021-05-01 12:38:52.811981
• Title: Achieving Reliable Causal Inference with Data-Mined Variables: A Random Forest Approach to the Measurement Error Problem
• Title（参考訳）: データマイニング変数による信頼性のある因果推論の実現:測定誤差問題に対するランダムフォレストアプローチ
• Authors: Mochen Yang, Edward McFowland III, Gordon Burtch and Gediminas Adomavicius
• Abstract要約: 一般的な実証的戦略は、利用可能なデータから関心のある変数を'マイニング'する予測モデリング手法の適用を含む。 最近の研究は、機械学習モデルからの予測は必然的に不完全であるため、予測変数に基づく計量分析は測定誤差によるバイアスに悩まされる可能性が高いことを強調している。 ランダムフォレストと呼ばれるアンサンブル学習技術を用いて,これらのバイアスを軽減する新しい手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5749416770494704
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Combining machine learning with econometric analysis is becoming increasingly prevalent in both research and practice. A common empirical strategy involves the application of predictive modeling techniques to 'mine' variables of interest from available data, followed by the inclusion of those variables into an econometric framework, with the objective of estimating causal effects. Recent work highlights that, because the predictions from machine learning models are inevitably imperfect, econometric analyses based on the predicted variables are likely to suffer from bias due to measurement error. We propose a novel approach to mitigate these biases, leveraging the ensemble learning technique known as the random forest. We propose employing random forest not just for prediction, but also for generating instrumental variables to address the measurement error embedded in the prediction. The random forest algorithm performs best when comprised of a set of trees that are individually accurate in their predictions, yet which also make 'different' mistakes, i.e., have weakly correlated prediction errors. A key observation is that these properties are closely related to the relevance and exclusion requirements of valid instrumental variables. We design a data-driven procedure to select tuples of individual trees from a random forest, in which one tree serves as the endogenous covariate and the other trees serve as its instruments. Simulation experiments demonstrate the efficacy of the proposed approach in mitigating estimation biases and its superior performance over three alternative methods for bias correction.
• Abstract（参考訳）: 機械学習と計量分析の組み合わせは、研究と実践の両方でますます普及している。 一般的な実証的戦略は、利用可能なデータから興味のある変数を「マイニング」するために予測モデリング技術を適用し、その後、因果効果を推定する目的で、それらの変数を計量的フレームワークに含めることである。 最近の研究は、機械学習モデルからの予測は必然的に不完全であるため、予測変数に基づく計量分析は測定誤差によるバイアスに悩まされる可能性が高いことを強調している。 本稿では,ランダム森林として知られるアンサンブル学習手法を利用して,これらのバイアスを軽減する新しい手法を提案する。 予測に埋め込まれた測定誤差に対処するために,予測だけでなく,機器変数の生成にもランダムフォレストを用いることを提案する。 ランダムフォレストアルゴリズムは、予測において個別に正確でありながら「異なる」誤り、すなわち弱い相関の予測誤差を生じさせる一連の木からなる場合に最もよく機能する。 鍵となる観察は、これらの性質が有効な機器変数の関連性と排除要件に密接に関連していることである。 ランダムな森林から個々の樹木のタプルを選抜するデータ駆動手法を考案し,1つの木が内生的共変量体として,もう1つの木がその道具として機能する。 シミュレーション実験により, 推定バイアスの軽減における提案手法の有効性と, バイアス補正のための3つの代替手法よりも優れた性能を示す。

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